馮 悅，尚久舒

（河北省唐山市食品藥品綜合檢驗(yàn)檢測中心，河北 唐山 063000）

脈沖強(qiáng)光滅菌是一項(xiàng)通過使用脈沖強(qiáng)白光閃爍達(dá)到滅菌目的的技術(shù)。利用可見光、紅外線輻射及紫外輻射增效作用在微生物，借助閃光過程中瞬時(shí)的高強(qiáng)度脈沖光能，微生物細(xì)胞壁蛋白和核酸的活性結(jié)構(gòu)的作用可引發(fā)細(xì)胞變性，喪失其生物學(xué)活性，并達(dá)到有效控制其滋生繁殖的效果，這是殺滅細(xì)菌的必要手段。

1 脈沖強(qiáng)光技術(shù)特點(diǎn)

1.1 快速高效

惰性氣體燈可以在不提前加熱的情況下就發(fā)出比紫外燈超過200倍強(qiáng)度的脈沖強(qiáng)光，并且效率是可以達(dá)到微秒級的，經(jīng)這種強(qiáng)度的脈沖強(qiáng)光照射能夠達(dá)到顯著滅菌的效果。紫外燈發(fā)射出104J·m-2能量的紫外線的時(shí)間長達(dá)3個(gè)小時(shí)，對比由惰性氣體燈發(fā)射的光線僅需要40秒就能達(dá)到效果。Cheigh等通過對比脈沖光強(qiáng)光和連續(xù)短波紫外線C對單核增生李氏菌及大腸埃希菌O157：H7的脫氧核糖核酸分解及構(gòu)成生物體基本單位的影響。研究結(jié)果顯示，比起連續(xù)短波紫外線，脈沖強(qiáng)光對DNA損傷效果更顯著，連續(xù)短波紫外線C照射后的李斯特菌和大腸埃希菌O157：H7的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)與對照組相似度極高，而脈沖強(qiáng)光會(huì)對致病菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜構(gòu)成破壞，分解細(xì)胞組織。

1.2 安全無殘留

鑒于脈沖強(qiáng)光屬于波譜中的非電離范疇，因此，沒有放射性物質(zhì)殘留在經(jīng)過消毒的食物中。使用無汞且無毒性惰性氣體燈對食品不會(huì)造成任何傷害，因此惰性氣體燈的環(huán)保性及安全性更高。在以往的連續(xù)紫外光照射以及熱滅菌等殺菌方式中，可能會(huì)造成諸如食品內(nèi)的脂類氧化作用及引發(fā)蛋白質(zhì)變性之類的無法挽回的結(jié)果，從而導(dǎo)致食品內(nèi)部組織成分發(fā)生改變。不同于以往的，食物中部分化學(xué)成分及營養(yǎng)物質(zhì)不會(huì)由于脈沖強(qiáng)光的照射而造成威脅。

2 脈沖強(qiáng)光技術(shù)在果蔬貯藏及微生物安全中的應(yīng)用

2.1 脈沖強(qiáng)光技術(shù)在抑制微生物中的應(yīng)用

2.1.1 大腸埃希菌 大腸埃希菌原本是腸道中的常見的細(xì)菌，但其中還包括一些能夠?qū)е氯梭w嘔吐甚至全身性感染的致病性大腸埃希菌O157：H7，因此必須要注意到遏制消滅這種大腸埃希菌的必要性及緊迫性。因此，是否能有效消滅大腸埃希菌就成為了工業(yè)化生產(chǎn)上滅菌方式的重要指標(biāo)，江天寶等通過對鮮切雪蓮薯片進(jìn)行脈沖強(qiáng)光處理發(fā)現(xiàn)，15秒后脈沖強(qiáng)光對相隔15厘米的鮮切雪蓮薯片中的大腸埃希菌達(dá)到了完全消滅的效果。除此之外，方強(qiáng)等研究了新鮮西紅柿在脈沖光處理后的作用觀察到，脈沖強(qiáng)光照射后的新鮮西紅柿儲(chǔ)藏在冰箱30天后不影響其食用品質(zhì)；但腐敗變質(zhì)的西紅柿是未經(jīng)過脈沖光照射的。馬鳳鳴等通過照射寬度20微秒、能量644J的自制脈沖強(qiáng)光滅菌設(shè)備對大腸埃希菌進(jìn)行研究，結(jié)出脈沖強(qiáng)光滅菌決定性原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，經(jīng)2500伏的脈沖強(qiáng)光電壓照射4次后使病原體數(shù)量得到明顯變化，能夠完全殺滅大腸桿菌。經(jīng)過對各因素的對比總結(jié)出脈沖次數(shù)對滅菌效果最為明顯，其次就是電壓、菌液透光率、菌液厚度。值得一提的是，菌液的物理性質(zhì)也能夠影響其殺菌效果且效果很大。

2.1.2 桃軟腐病菌 致病菌存在于生物界中屬普遍現(xiàn)象，而桃軟腐病菌對近成熟階段到貯運(yùn)階段的果蔬造成了極大威脅。該病早期階段患病果實(shí)表皮會(huì)生成一種呈圓狀或接近圓狀的黃棕色腐爛病斑，由于病菌的生長，腐爛部位表層生成白色的霉菌層，該霉菌層逐漸變?yōu)樯钭厣?，最終在霉菌層表皮上形成很小的黑斑，病斑覆蓋范圍快速加大，直到整個(gè)果實(shí)變軟變?yōu)辄S棕色。該病晚期階段，病灶表皮覆蓋著深棕色菌絲層。該病發(fā)生主要是由于果蔬切割受到損害所導(dǎo)致的，過熱環(huán)境運(yùn)輸果蔬大大加重了該病的發(fā)病率。陳秋平等通過將桃軟腐病菌孢子接種于PDA平板上對其進(jìn)行脈沖強(qiáng)光照射，采用不同強(qiáng)度的脈沖強(qiáng)光照射后的桃軟腐病菌孢子。結(jié)果表明，脈沖強(qiáng)光能夠有效滅活桃軟腐病菌且滅菌效果與輻照劑量呈正相關(guān)。

2.1.3 金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌又叫作“金葡菌”，從分類學(xué)上講屬于革蘭氏陽性細(xì)菌的一種，普遍存在于食物中的食源性致病菌。25%左右的食源性食物中毒事故是由金葡菌誘發(fā)的，金葡菌是除沙門氏菌屬、副溶血性弧菌以外的排名第三的微生物病原菌。張佰清等通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)，研究脈沖強(qiáng)光對金黃色葡萄球菌的殺菌效果，得出脈沖強(qiáng)光殺滅金黃色葡萄球菌的最佳參數(shù)組合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脈沖強(qiáng)光能有效殺滅金黃色葡萄球菌，且照射頻率對其影響最大，而高電壓脈沖、透光率、菌液量等多種因素也會(huì)影響其結(jié)果。當(dāng)電壓達(dá)到3000伏后，6毫升的菌液在16次照射后幾乎完全消滅，其致死率高達(dá)99%。

2.1.4 其他細(xì)菌 藍(lán)莓在完全成熟后保質(zhì)期很短，容易受到各種病原體的污染。曹新剛等通過干法脈沖強(qiáng)光處理和水輔助脈沖強(qiáng)光處理研究了脈沖強(qiáng)光對藍(lán)莓上沙門氏菌滅活的影響。結(jié)果證明水輔助脈沖強(qiáng)光處理可以更有效的凈化藍(lán)莓上的沙門氏菌。徐文清等調(diào)查了脈沖強(qiáng)光對新鮮樹莓10天內(nèi)的沙門氏菌和大腸埃希菌O157：H7的滅活效果，同時(shí)研究了樹莓表面細(xì)菌的附著以及脈沖強(qiáng)光處理效果。經(jīng)研究表明，在冷藏10天期間保持較低的病原體存活率，但這些樹莓顏色和質(zhì)地在儲(chǔ)藏10天后發(fā)生了負(fù)面的變化，同時(shí)在掃描電子顯微鏡下，脈沖強(qiáng)光顯示出對光滑表面的細(xì)胞膜的嚴(yán)重破壞。

2.2 脈沖強(qiáng)光技術(shù)在果蔬儲(chǔ)藏中的應(yīng)用

在植物、真菌、昆蟲的葉綠體及土壤中殘留物內(nèi)均可以檢測出多酚氧化酶活性。作為一種金屬蛋白酶，因?yàn)槠浞植挤秶鷱V、易于檢測的特點(diǎn)，所以它是首批研究的酶類之一。周婷婷等使用不同強(qiáng)度的脈沖強(qiáng)光對新鮮雙孢蘑菇進(jìn)行輻照處理，觀察其在25℃貯藏環(huán)境下其生理指標(biāo)及質(zhì)量的變化。經(jīng)研究得出結(jié)論，貯藏期越長，脈沖強(qiáng)光處理雙孢蘑菇開傘、質(zhì)量損失、褐變及脂膜氧化等問題效果越明顯，并對果蔬硬度在一定程度上起到維持作用。綜上所述，脈沖強(qiáng)光照射對雙抱蘑菇中過氧化物酶和多酚氧化酶活性有十分顯著的抑制效應(yīng)，并使其總酚和維生素C含量下降速度減低，從而減緩雙抱蘑菇的褐變衰老。

Dunn等用3J·cm-2的脈沖光處理鮮切馬鈴薯2～5次后，避免出現(xiàn)馬鈴薯片表面褐變的情況，未經(jīng)任何處理的馬鈴薯褐變程度最為嚴(yán)重。Florence Charles等通過使用8J·cm-2的脈沖強(qiáng)光照射鮮切芒果，對多酚氧化酶及苯丙氨酸解氨酶進(jìn)行分析，經(jīng)研究表明，脈沖強(qiáng)光處理對鮮切芒果的褐變起到了控制作用，并提高了鮮切芒果的品質(zhì)。